高分子物理后习题附标准答案(详解)金日光三版

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1、高分子物理答案(第三版)第1章  高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。                     等。2.构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?为什么?答:(1)区别:构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列;构象的改变不需打破化学键,而构型的改变必须断裂化学键。(2)不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,而全同立构聚丙烯与

2、间同立构聚丙烯是不同的构型。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象,而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象?答(1)由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小,产生排斥作用,使平面锯齿形(…ttt…)构象极不稳定,必须通过C-C键的旋转,形成31螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则。(2)由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开,相互间距离比范德华半径大,所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征?答:(1)空

3、间位阻参数(或称刚性因子),值愈大,柔顺性愈差;(2)特征比Cn,Cn值越小,链的柔顺性越好;(3)连段长度b,b值愈小,链愈柔顺。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。5.聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶?答:这是由于聚乙烯分子对称性好,容易结晶,从而失去弹性,因而在室温下为塑料而不是橡胶。6.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异:(1)聚丙烯睛与碳纤维;(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯;(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯(杜仲橡

4、胶)。(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。解: 8.某单烯类聚合物的聚合度为104,试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍?(假定该分子链为自由旋转链。)答:81.6倍謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子)δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度b(已知碳—碳键长为0.154nm,键角为109.5°)。解:b=1.17nm厦礴恳蹒骈時盡继價骚。10.某聚苯乙烯试样的分子量为4160

5、00,试估算其无扰链的均方末端距(已知特征比Cn=12)。答:均方末端距为2276.8nm2。第2章  聚合物的凝聚态结构1.名词解释凝聚态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,高分子合金的相容性。凝聚态:为物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体、液体和气体。内聚能密度:CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类。结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下,分子链或其

6、他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子,通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。2.什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何?如何测定聚合物的内聚能密度?答:(1)内聚能密度:CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:(2)内聚能密度在300以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力;内聚能密度在400以上的聚合物,分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键;内聚能密度在300-400之间的聚合物,分子间相互作用居中。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。3

7、.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态?各种结晶形态的特征是什么?答:(1)可能得到的结晶形态:单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体;(2)形态特征:单晶:分子链垂直于片晶平面排列,晶片厚度一般只有10nm左右;树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状;球晶:呈圆球状,在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光,有些出现同心环;纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度;串晶:在电子显微镜下,串晶形如串珠;柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状;伸直链晶体:高分子链伸展排

8、列晶片厚度与分子链长度相当。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同?为什么?答:(1)密度法,X射线衍射法,量热法;(2)密度法的依据:分子链在晶区规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度;X射线衍射法

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